DE10148650C1 - Fuel injection system for internal combustion engine with direct injection has fuel injection device having valve element on operating area and able to inject fuel directly into combustion chamber - Google Patents

Fuel injection system for internal combustion engine with direct injection has fuel injection device having valve element on operating area and able to inject fuel directly into combustion chamber

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Abstract

The invention concerns a fuel injection system for a direct injection internal combustion engine, comprising a fuel injection device (16) capable of directly injecting fuel in an internal combustion engine combustion chamber and having a valve closure (70). Said closure is adjacent to a working chamber (79), the position of the closure (70) depending on the pressure prevailing in the working chamber (79). A pressure multiplicator or demultiplicator piston (54) is adjacent on one side to a control chamber (96) and on the other to a high-pressure chamber (76). A fuel supply can apply different pressures to the control chamber (96). The invention is characterized in that in order to improve the emission behaviour of an internal combustion engine equipped with said direct fuel injection system, the multiplicator or demultiplicator piston (54) is integrated with the fuel injection device (16) and the high-pressure chamber (76) is integrated with the working chamber (79).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, mit einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, welche den Kraftstoff direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzen kann und welche ein Ventilelement aufweist, welches an einen Arbeitsraum grenzt, wobei die Stellung des Ventilelements vom Druck im Arbeitsraum abhängt, mit einem Druckübersetzerkolben, welcher auf der einen Seite an einen Steuerraum und auf der anderen Seite an einen Hochdruckraum grenzt, und mit einer Kraftstoffversorgung, welche den Steuerraum mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagen kann.The invention relates to a fuel injection system for an internal combustion engine with direct injection, with a Fuel injector, which is the fuel directly into a combustion chamber of the internal combustion engine can inject and which has a valve element, which borders on a work area, the position of the Valve element depends on the pressure in the work area, with a Pressure booster piston, which on one side on one Control room and on the other side to a high pressure room limits, and with a fuel supply that the Apply different pressures to the control room can.

Ein solches Kraftstoff-Einspritzsystem ist aus der DE 199 45 785 A1 bekannt. Bei diesem ist eine Kraftstoffpumpe vorgesehen, welche einen Hochdruck- und einen Niederdruckauslass aufweist. Der Hochdruckauslass ist mit einem Steuerraum einer Druckübersetzungseinrichtung verbunden. Ein Hochdruckraum der Druckübersetzungseinrichtung ist über ein Rückschlagventil mit dem Niederdruck-Auslass der Kraftstoffpumpe verbunden. Eine Hochdruckleitung führt vom Hochdruckraum zu einem Arbeitsraum einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, über die der Druck vom Hochdruck- in diesen Arbeitsraum übertragen wird. Je nach Druck im Hochdruckraum bzw. im Arbeitsraum wird ein Ventilelement der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von einer geschlossenen in eine geöffnete Position oder umgekehrt bewegt. Der Vorteil einer Druckübersetzungseinrichtung bzw. einer hydraulischen Übersetzungseinrichtung liegt vor allem darin, dass eine relativ einfache Kraftstoffpumpe verwendet werden kann, der Kraftstoff aber dennoch mit sehr hohem Druck in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Dies ist vor allem für ein günstiges Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine wichtig.Such a fuel injection system is from DE 199 45 785 A1 known. With this is a fuel pump provided which a high pressure and a Has low pressure outlet. The high pressure outlet is with a control room of a pressure translation device connected. A high pressure room of the Pressure intensifier is via a check valve connected to the low pressure outlet of the fuel pump. A high pressure line leads from the high pressure room to one  Working space of a fuel injector, through which the pressure is transferred from the high pressure to this work area becomes. Depending on the pressure in the high pressure room or in the work room becomes a valve element of the fuel injector from a closed to an open position or reversed moves. The advantage of one Pressure translation device or a hydraulic Above all, the translation facility is one relatively simple fuel pump that can be used But fuel with very high pressure in one Combustion chamber of the internal combustion engine can be injected. This is especially for the favorable emission behavior of the Internal combustion engine important.

Aus der DE 197 38 804 A1 ist ebenfalls ein Kraftstoff- Einspritzsystem mit einer hydraulischen Übersetzungseinrichtung bekannt. Auch bei ihm ist die hydraulische Übersetzungseinrichtung über eine Hochdruckleitung mit der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verbunden.DE 197 38 804 A1 also describes a fuel Injection system with a hydraulic Translation device known. With him too hydraulic translation device via a High pressure line with the fuel injector connected.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftstoff- Einspritzsystem der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass bei seiner Verwendung das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine noch besser und möglichst wenig Energie zum Betrieb des Kraftstoff- Einspritzsystems erforderlich ist. Auch soll die Temperatur der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung im Betrieb möglichst niedrig sein.The object of the present invention is to provide a fuel Injection system of the type mentioned above to further develop that when using the Emission behavior of the internal combustion engine even better and as little energy as possible to operate the fuel Injection system is required. The temperature should also the fuel injector during operation if possible be low.

Diese Aufgabe wird bei einem Kraftstoff-Einspritzsystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Druckübersetzerkolben in die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung und der Hochdruckraum in den Arbeitsraum integriert sind.This is the task of a fuel injection system at the outset that the Pressure booster piston in the fuel Injector and the high pressure space in the  Workspace are integrated.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Durch die Integration des Druckübersetzerkolbens in die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung und des Hochdruckraums in den Arbeitsraum ist keine separate Hochdruckleitung mehr erforderlich, welche von der Druckübersetzungseinrichtung zur Kraftstoff-Einspritzvorrichtung führt. Hierdurch wird das insgesamt von der Druckübersetzungseinrichtung zu komprimierende Volumen reduziert.By integrating the pressure booster piston into the Fuel injector and the high pressure chamber in the work area is no longer a separate high-pressure line required by the pressure intensifier leads to the fuel injector. This will all of this from the pressure translation device too compressing volume reduced.

Dies beschleunigt die Bewegung des Druckübersetzerkolbens in beiden Richtungen, und in der Folge den Aufbau (und den Abbau) des Drucks im Hochdruckraum. Hierdurch wird wiederum verhindert, dass Kraftstoff beispielsweise zu Beginn oder am Ende einer Einspritzung nur mit geringem Druck bzw. geringem Impuls in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt. Der hohe Impuls, mit dem der Kraftstoff bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystem eingespritzt wird, führt zu einer Verbesserung des Emissionsverhaltens der Brennkraftmaschine.This accelerates the movement of the pressure booster piston in both directions, and subsequently the structure (and the Decrease) of the pressure in the high pressure room. This will in turn prevents fuel from starting or for example at the end of an injection only with low pressure or low momentum in the combustion chamber of the internal combustion engine arrives. The high impulse with which the fuel at the injected fuel injection system according to the invention leads to an improvement in emissions behavior the internal combustion engine.

Auch die für den Betrieb des erfindungsgemäßen Kraftstoff- Einspritzsystems aufzubringende Energie ist relativ gering, da aufgrund des verringerten Volumens, welches komprimiert und entspannt werden muss, nur geringere Energieverluste bei dieser Kompression und Entspannung auftreten. Dies senkt auch die unerwünschte Erwärmung der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung während deren Betrieb, da weniger Entropie bei der Kompressions- und Dekompressionsarbeit des Kraftstoffes erzeugt wird.Also those for the operation of the fuel Injection system energy is relatively low, because of the reduced volume that compresses and has to be relaxed, only lower energy losses occur with this compression and relaxation. This also reduces the undesirable heating of the fuel Injector during its operation, because less Entropy in the compression and decompression work of the Fuel is generated.

Auch das Fördervolumen, welches für die Kompression des Kraftstoffes im Hochdruckraum bereitgestellt werden muss, ist geringer, so dass eine Kraftstoffversorgung mit geringerer Leistung vorgesehen werden kann. Ferner werden die Belastungen der insgesamt bei dem Kraftstoff- Einspritzsystem verwendeten Komponenten verringert, da der hohe Druck im Wesentlichen nur noch im kombinierten Hochdruck/Arbeitsraum anliegt. Daher können preiswertere Komponenten für die Herstellung des erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystems verwendet werden.The funding volume, which is used for the compression of the  Fuel must be made available in the high pressure chamber, is lower, so having a fuel supply lower power can be provided. Furthermore the total loads on the fuel Injection system components used because the high pressure essentially only in the combined High pressure / work area is present. Therefore, cheaper Components for the production of the invention Fuel injection system can be used.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in Subclaims specified.

In einer ersten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass der Druckübersetzerkolben koaxial zum Ventilelement angeordnet ist. Eine solche Kraftstoff-Einspritzvorrichtung baut vor Allem in radialer Richtung relativ kompakt.In a first further training it is proposed that the Pressure intensifier piston arranged coaxially to the valve element is. Such a fuel injection device builds All relatively compact in the radial direction.

In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass das Ventilelement in dem Druckübersetzerkolben geführt ist. Dies hat zusätzlich den Vorteil, dass auch die axialen Abmessungen der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung vergleichsweise gering gehalten werden können. Ferner wird durch den Druckübersetzerkolben eine Führung für das Ventilelement geschaffen, so dass dieses sehr präzise mit einem ihm zugeordneten Ventilsitz zusammenarbeitet.In further training it is proposed that the Valve element is guided in the pressure booster piston. This has the additional advantage that the axial Fuel injector dimensions can be kept comparatively low. Furthermore, through the pressure intensifier piston a guide for the Valve element created so that this is very precise with cooperates with a valve seat assigned to it.

Vorteilhaft ist auch, wenn in dem Ventilelement eine Längsbohrung vorhanden ist, durch welche der Hochdruckraum mit Kraftstoff versorgt wird. Dies führt zu einer weiteren Reduktion der radialen Baugröße der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung, welche bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystem verwendet wird. It is also advantageous if one in the valve element Longitudinal bore is present through which the high pressure space is supplied with fuel. This leads to another Reduction of the radial size of the fuel Injection device, which in the inventive Fuel injection system is used.  

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystems wird vorgeschlagen, dass zwischen der Längsbohrung in dem Ventilelement und dem Hochdruckraum ein Rückschlagventil vorhanden ist, welches zum Hochdruckraum hin öffnet. Ein solches Rückschlagventil baut sehr einfach und stellt sicher, dass der Hochdruckraum während einer Kompression zuverlässig von der Kraftstoffversorgung getrennt ist. Dies ist für die Funktion des Druckübersetzers sehr vorteilhaft. Die Anordnung nahe zum Hochdruckraum reduziert die Belastungen der Längsbohrung im Betrieb, so dass für das Ventilelement ein preiswertes Material gewählt werden kann.In a particularly preferred embodiment of the fuel injection system according to the invention suggested that between the longitudinal bore in the Valve element and the high pressure chamber a check valve is present, which opens to the high pressure room. On such check valve is very simple to build and provides sure the high pressure space during compression is reliably disconnected from the fuel supply. This is very advantageous for the function of the pressure translator. The arrangement close to the high pressure room reduces the Loads on the longitudinal bore during operation, so that for the Valve element an inexpensive material can be chosen.

Dabei kann die Längsbohrung in dem Ventilelement mit einer Niederdruck-Kraftstoffversorgung verbunden sein. Somit kann der Hochdruckraum dann, wenn in ihm kein hoher Druck herrscht, mit Kraftstoff versorgt werden, welcher mit gleichmäßigem und niedrigem Druck zur Verfügung steht. Die Befüllung des Hochdruckraums mit Kraftstoff erfolgt somit gleichmäßig und sicher, und die Belastungen der Längsbohrung und damit des Ventilelements werden gering gehalten.The longitudinal bore in the valve element can with a Low pressure fuel supply to be connected. So can the high-pressure room when there is no high pressure in it prevails, are supplied with fuel, which with even and low pressure is available. The The high-pressure chamber is thus filled with fuel evenly and safely, and the burdens of Longitudinal bore and thus the valve element are small held.

Alternativ hierzu ist es möglich, dass die Längsbohrung in dem Ventilelement mit einer Hochdruck-Kraftstoffversorgung verbunden ist, welche auch den Steuerraum mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagen kann. In diesem Fall kann auf eine separate Niederdruck- Kraftstoffversorgung verzichtet werden. Dies reduziert die Kosten des erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystems. Ferner wird der Einbau dieses Systems in eine Brennkraftmaschine erleichtert, da die Handhabung einer separaten Niederdruckleitung entfällt. Alternatively, it is possible that the longitudinal bore in the valve element with a high pressure fuel supply which is also connected to the control room can apply different pressures. In this Case can on a separate low pressure Fuel supply can be dispensed with. This reduces the Cost of the fuel injection system according to the invention. Furthermore, the installation of this system in a Internal combustion engine facilitated because of the handling of a separate low pressure line is not required.  

In Konkretisierung hierzu wird vorgeschlagen, dass der Steuerraum das Ventilelement koaxial umgibt, und dass die Längsbohrung in dem Ventilelement über eine radial verlaufende Öffnung mit dem Steuerraum verbunden ist. Dies ist platzsparend und preisgünstig herzustellen.In concrete terms, it is proposed that the Control room coaxially surrounds the valve element, and that the Longitudinal bore in the valve element via a radial running opening is connected to the control room. This is space-saving and inexpensive to manufacture.

Bei einer weiteren Variante stützt sich der Druckübersetzerkolben über eine Feder an einem Düsenkörper der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ab. Dies bewirkt, dass der Druckübersetzerkolben zuverlässig in seine Ausgangsstellung beaufschlagt wird.In another variant, the Pressure intensifier piston via a spring on a nozzle body the fuel injector. This causes that the pressure booster piston reliably in its Starting position is applied.

Ein zwischen dem Druckübersetzerkolben und dem Düsenkörper vorhandener und bei einer Bewegung des Druckübersetzerkolbens volumenveränderlicher Hohlraum ist vorzugsweise über ein Rückschlagventil mit einem Leckagefluidauslass verbunden, wobei das Rückschlagventil zum Leckagefluidauslass hin öffnet. In einem solchen Hohlraum kann beispielsweise die Feder untergebracht sein, die den Druckübersetzerkolben beaufschlagt.One between the intensifier piston and the nozzle body existing and with a movement of the Pressure booster piston volume-variable cavity preferably via a check valve with a Leakage fluid outlet connected, the check valve opens to the leakage fluid outlet. In one Cavity, for example, the spring can be accommodated, which acts on the intensifier piston.

Durch den Leckagefluidauslass mit dem Rückschlagventil wird beim ersten Hub des Druckübersetzerkolbens ggf. in dem Hohlraum vorhandener Kraftstoff zum Leckagefluidauslass hin gefördert. Bei allen weiteren Hüben des Druckübersetzerkolbens muss dann nur noch der in dem Hohlraum verbleibende Kraftstoffdampf komprimiert werden und die evtl. zwischen den Einspritzungen anfallende Leckagemenge zu einer Leckageabfuhrleitung gefördert werden. Dadurch werden Druckschwingungen im Niederdruckkreislauf vermieden und der Energieaufwand nochmals verringert, welcher zum Betrieb des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems erforderlich ist. Hierdurch wird nochmals der Energieaufwand verringert, welcher zum Betrieb des erfindungsgemäßen Kraftstoff- Einspritzsystems erforderlich ist.Through the leakage fluid outlet with the check valve in the first stroke of the pressure booster piston, if necessary, in the Cavity of existing fuel towards the leakage fluid outlet promoted. For all other strokes of the The pressure booster piston then only has to be in the Cavity remaining fuel vapor can be compressed and the one that may occur between the injections Leakage quantity conveyed to a leakage discharge line become. This will cause pressure fluctuations in the Low pressure cycle avoided and the energy expenditure again reduced, which for the operation of the fuel injection system according to the invention required is. As a result, the energy expenditure is reduced again,  which is used to operate the fuel Injection system is required.

Möglich ist auch, dass der Steuerraum über ein Rückschlagventil mit einer Niederdruck-Kraftstoffversorgung verbindbar ist, wobei das Rückschlagventil zum Steuerraum hin öffnet. Wenn im Betrieb der Minimaldruck im Steuerraum unterhalb des von der Niederdruck-Kraftstoffversorgung bereitgestellten Druckes liegt, wird bei Erreichen des Minimaldrucks im Steuerraum das Rückschlagventil geöffnet und es strömt eine geringe Menge an Kraftstoff von der Niederdruck-Kraftstoffversorgung in den Steuerraum.It is also possible that the control room has a Check valve with a low pressure fuel supply is connectable, the check valve to the control room opens. If in operation the minimum pressure in the control room below that of the low pressure fuel supply provided pressure, is reached when the Minimum pressure in the control room opened the check valve and a small amount of fuel flows out of it Low pressure fuel supply in the control room.

Dem liegt folgende Überlegung zugrunde: Das im Steuerraum befindliche Fluid wird von der Hochdruck- Kraftstoffversorgung ständig komprimiert und wieder entspannt. Hierdurch wird Entropie bzw. Wärme erzeugt, welche zu einer Erwärmung der gesamten Kraftstoff- Einspritzvorrichtung führt. Dies kann die Funktionsweise der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung beeinträchtigen. Indem bei der hier vorgeschlagenen Weiterbildung ständig "frischer" und somit kühler Kraftstoff aus der Niederdruck- Kraftstoffversorgung in den Steuerraum gelangt, wird die Temperatur des sich im Steuerraum befindenden Kraftstoffes abgesenkt und insgesamt die Erwärmung der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung im Betrieb des erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystems vermindert.This is based on the following consideration: That in the control room located fluid is from the high pressure Fuel supply constantly compressed and again relaxed. This creates entropy or heat, which leads to heating of the entire fuel Injector leads. This can work the fuel injector. By doing with the training proposed here constantly "fresh" and thus cool fuel from the low pressure Fuel supply gets into the control room, the Temperature of the fuel in the control room lowered and overall the heating of the fuel Injector in operation of the invention Reduced fuel injection system.

Zeichnungdrawing

Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen: The following are particularly preferred Embodiments of the present invention under Reference to the attached drawing in detail explained. The drawing shows:  

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftstoff- Einspritzsystems für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung; Figure 1 is a schematic diagram of a first embodiment of a fuel injection system for an internal combustion engine with a fuel injection device.

Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung von Fig. 1 mit einem Druckübersetzerkolben in einer ersten Stellung; FIG. 2 shows a partial section through the fuel injection device from FIG. 1 with a pressure booster piston in a first position;

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 eines Bereichs der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von Fig. 1 mit dem Druckübersetzerkolben in einer zweiten Stellung; Fig. 3 is a view similar to Figure 2 of a portion of the fuel injector of Figure 1 with the pressure booster piston in a second position..;

Fig. 4 eine Prinzipskizze ähnlich Fig. 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kraftstoff- Einspritzsystems für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung; FIG. 4 shows a schematic diagram similar to FIG. 1 of a second exemplary embodiment of a fuel injection system for an internal combustion engine with a fuel injection device;

Fig. 5 einen Teilschnitt durch die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung von Fig. 4 mit einem Druckübersetzerkolben in einer ersten Stellung; und FIG. 5 shows a partial section through the fuel injection device from FIG. 4 with a pressure booster piston in a first position; FIG. and

Fig. 6 eine Darstellung ähnlich Fig. 5 eines Bereichs der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von Fig. 4 mit dem Druckübersetzerkolben in einer zweiten Stellung; Fig. 6 is a view similar to Figure 5 of a portion of the fuel injector of Figure 4 with the pressure booster piston in a second position..;

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In Fig. 1 trägt ein Kraftstoff-Einspritzsystem insgesamt das Bezugszeichen 10. Es umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, aus dem eine Kraftstoffpumpe 14 den Kraftstoff zu einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 fördert. Bei dieser handelt es sich um einen Injektor, welcher den Kraftstoff direkt in einen Brennraum 18 einer Brennkraftmaschine (nicht weiter dargestellt) einspritzt.In Fig. 1 a fuel injection system carries overall by reference numeral 10. It comprises a fuel tank 12 , from which a fuel pump 14 delivers the fuel to a fuel injection device 16 . This is an injector which injects the fuel directly into a combustion chamber 18 of an internal combustion engine (not shown further).

Die Kraftstoffpumpe 14 umfasst einen Steuerdruckauslass 20 und einen Niederdruckauslass 22. An den Steuerdruckauslass 20 ist eine Steuerdruckleitung 24 angeschlossen. In dieser ist ein Steuerventil 26 angeordnet. Vom Steuerventil 26 führt eine Absteuerleitung 28 zurück zum Kraftstoffbehälter 12. Die Steuerdruckleitung 24 führt zu einem Steuerdruckanschluss 30 an der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16. Das Steuerventil 26 ist so zu schalten, dass in einer Schaltstellung der Steuerdruckauslass 20 der Kraftstoffpumpe 14 mit dem Steuerdruckanschluss 30 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 verbunden ist, wohingegen in einer anderen Schaltstellung des Steuerventils 26 der Steuerdruckanschluss 30 über die Absteuerleitung 28 mit dem Kraftstoffbehälter 12 verbunden ist.The fuel pump 14 includes a control pressure outlet 20 and a low pressure outlet 22 . A control pressure line 24 is connected to the control pressure outlet 20 . A control valve 26 is arranged in this. A control line 28 leads from the control valve 26 back to the fuel tank 12 . The control pressure line 24 leads to a control pressure connection 30 on the fuel injection device 16 . The control valve 26 is to be switched so that in one switching position the control pressure outlet 20 of the fuel pump 14 is connected to the control pressure connection 30 of the fuel injector 16 , whereas in another switching position of the control valve 26 the control pressure connection 30 is connected to the fuel tank 12 via the control line 28 is.

Vom Niederdruckauslass 22 der Kraftstoffpumpe 14 führt eine Niederdruckleitung 32 zu einem Niederdruckanschluss 34 an der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16. Von einem Leckagefluidauslass 36 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 führt eine Leckagefluidleitung 38 zurück zum Kraftstoffbehälter 12.A low-pressure line 32 leads from the low-pressure outlet 22 of the fuel pump 14 to a low-pressure connection 34 on the fuel injection device 16 . A leakage fluid line 38 leads from a leakage fluid outlet 36 of the fuel injection device 16 back to the fuel tank 12 .

Der genaue Aufbau der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 ist aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich: Danach umfasst die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 einen Düsenkörper 40, der aus einem in den Fig. 2 und 3 unteren Teil 42 und einem in den Fig. 2 und 3 oberen Teil 44 besteht, und der von einer Düsenspannmutter 46 gegen ein Anschlussteil 48 verspannt ist. Das obere Teil 44 des Düsenkörpers 40 ist hülsenförmig. Das untere Teil 42 des Düsenkörpers 40 weist ein stufenförmiges Sackloch 50 auf. An dem in Fig. 2 unteren Ende des unteren Teils 42 des Düsenkörpers 40 führen Auslassöffnungen 52 vom Sackloch 50 nach außen. Bei allen bisher beschriebenen Teilen handelt es sich im Übrigen um rotationssymmetrische Teile mit kreiszylindrischem Querschnitt.The exact structure of the fuel injection device 16 can be seen from FIGS. 2 and 3: Thereafter, the fuel injection device 16 comprises a nozzle body 40 , which consists of a lower part 42 in FIGS. 2 and 3 and one in FIGS 3 upper part 44 , and which is clamped by a nozzle clamping nut 46 against a connecting part 48 . The upper part 44 of the nozzle body 40 is sleeve-shaped. The lower part 42 of the nozzle body 40 has a step-shaped blind hole 50 . At the lower end of the lower part 42 of the nozzle body 40 in FIG. 2, outlet openings 52 lead from the blind hole 50 to the outside. All of the parts described so far are, moreover, rotationally symmetrical parts with a circular cylindrical cross section.

Im Sackloch 50 des unteren Teils 42 des Düsenkörpers 40 und im hülsenförmigen, oberen Teil 44 des Düsenkörpers 40 ist ein Druckübersetzerkolben 54 axial verschieblich und im Gleitspiel aufgenommen. Dieser besteht ebenfalls aus einem in Fig. 2 oberen Teil 56 und einem unteren Teil 58. An das untere Teil 58 des Druckübersetzerkolbens 54 ist an seinem oberen Ende ein Ringbund 60 angeformt. An diesem stützt sich eine Druckfeder 62 ab, deren anderes Ende am unteren Teil 42 des Düsenkörpers 40 anliegt. Die Druckfeder 62 beaufschlagt das untere Teil 58 des Druckübersetzerkolbens 54 mit dem Ringbund 60 gegen einen Absatz 64 im oberen Teil 44 des Düsenkörpers 40. Die Druckfeder 62 ist in einem Ringraum 65 aufgenommen. Eine in Fig. 2 untere, axiale Endfläche 66 am unteren Teil 58 des Druckübersetzerkolbens 54 ist insgesamt kleiner als eine in Fig. 2 obere axiale Endfläche 68 am oberen Teil 56 des Druckübersetzerkolbens 54.In the blind hole 50 of the lower part 42 of the nozzle body 40 and in the sleeve-shaped, upper part 44 of the nozzle body 40 , a pressure booster piston 54 is axially displaceable and received in the sliding play. This also consists of an upper part 56 and a lower part 58 in FIG. 2. An annular collar 60 is molded onto the lower part 58 of the pressure booster piston 54 at its upper end. A compression spring 62 is supported on the latter, the other end of which rests on the lower part 42 of the nozzle body 40 . The compression spring 62 acts on the lower part 58 of the pressure booster piston 54 with the annular collar 60 against a shoulder 64 in the upper part 44 of the nozzle body 40 . The compression spring 62 is received in an annular space 65 . A lower, axial end face 66 in FIG. 2 on the lower part 58 of the pressure booster piston 54 is overall smaller than an upper axial end face 68 in FIG. 2 on the upper part 56 of the pressure booster piston 54 .

Der Druckübersetzerkolben 54 wird von einer Ausnehmung durchsetzt. In dieser ist ein Abschnitt eines Ventilelementes geführt, welches als Ventilnadel 70 ausgeführt ist, welche mit einem Ventilsitz (ohne Bezugszeichen) am unteren Ende des Sacklochs 50 im Bereich der Auslassöffnungen 52 zusammenarbeitet. Die Ventilnadel 70 und der Druckübersetzerkolben 54 sind also koaxial zueinander angeordnet. Die Ventilnadel 70 erstreckt sich durch den Druckübersetzerkolben 54 hindurch in Fig. 2 nach oben bis in ein Sackloch 74 im Anschlussteil 48 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16. Zwischen dem in Fig. 2 oberen Ende der Ventilnadel 70 und dem Ende des Sacklochs 74 ist eine Druckfeder 72 gespannt, welche die Ventilnadel 70 gegen den Ventilsitz im Bereich der Auslassöffnungen 52, also in Schließrichtung, beaufschlagt.The pressure booster piston 54 is penetrated by a recess. A section of a valve element is guided therein, which is designed as a valve needle 70 , which cooperates with a valve seat (without reference number) at the lower end of the blind hole 50 in the region of the outlet openings 52 . The valve needle 70 and the pressure booster piston 54 are thus arranged coaxially to one another. The valve needle 70 extends through the pressure booster piston 54 in FIG. 2 upwards into a blind hole 74 in the connection part 48 of the fuel injection device 16 . A compression spring 72 is tensioned between the upper end of the valve needle 70 in FIG. 2 and the end of the blind hole 74 , which presses the valve needle 70 against the valve seat in the region of the outlet openings 52 , that is to say in the closing direction.

Die axiale Länge des unteren Teils 58 des Druckübersetzerkolbens 54 ist so bemessen, dass der Druckübersetzerkolben 54 in der in Fig. 2 dargestellten oberen Ausgangsstellung nach unten hin noch vor einer Querschnittsverjüngung (ohne Bezugszeichen) des stufenförmigen Sacklochs 50 im Düsenkörper 40 endet. Zwischen der Ventilnadel 70, der unteren Endfläche 66 des Druckübersetzerkolbens 54 und der Wand des stufenförmigen Sacklochs 50 im Düsenkörper 40 ist ein ringförmiger Hochdruckraum 76 gebildet.The axial length of the lower part 58 of the pressure booster piston 54 is dimensioned such that the pressure booster piston 54 in the upper starting position shown in FIG. 2 ends downward before a cross-sectional tapering (without reference number) of the stepped blind hole 50 in the nozzle body 40 . An annular high-pressure space 76 is formed between the valve needle 70 , the lower end face 66 of the pressure booster piston 54 and the wall of the stepped blind hole 50 in the nozzle body 40 .

Die Ventilnadel 70 erstreckt sich durch den Hochdruckraum 76 hindurch. Im Bereich des Hochdruckraums 76 ist an der Ventilnadel 70 eine Querschnittsvergrößerung vorhanden, welche eine Druckfläche 78 bildet, deren Kraftresultierende der Druckkraft durch die Druckfeder 72 entgegengesetzt ist, also in Öffnungsrichtung der Ventilnadel 70 zeigt. Der die Druckfläche umgebende Raum wird als Arbeitsraum 79 bezeichnet. Er fällt mit dem Hochdruckraum 76 zusammen. Vom Hochdruckraum 76 führt ein Ringraum (ohne Bezugszeichen), welcher zwischen der Ventilnadel 70 und dem unteren Bereich des Sacklochs 50 im Düsenkörper 40 gebildet ist, bis zum Ventilsitz bzw. den Auslassöffnungen 52.The valve needle 70 extends through the high-pressure space 76 . In the area of the high-pressure chamber 76 , a cross-sectional enlargement is present on the valve needle 70 , which forms a pressure surface 78 , the force resultant of which is opposite to the pressure force by the pressure spring 72, that is to say points in the opening direction of the valve needle 70 . The space surrounding the printing area is referred to as work space 79 . It coincides with the high pressure space 76 . An annular space (without reference number), which is formed between the valve needle 70 and the lower region of the blind hole 50 in the nozzle body 40 , leads from the high-pressure space 76 to the valve seat or the outlet openings 52 .

In der Ventilnadel 70 führt von einem in der Ventilnadel 70 im Bereich des Hochdruckraums 76 gelegenen Federraum 80 eine radiale Bohrung 82 in den Hochdruckraum 76. Im Federraum 80 ist ein federbelastetes Rückschlagventil 84 angeordnet, welches zum Federraum 80 hin öffnet. Vom Rückschlagventil 84 verläuft in der Ventilnadel 70 ein zur Längsachse der Ventilnadel 70 koaxialer Niederdruckkanal 86 bis zum in Fig. 2 oberen Ende der Ventilnadel 70 und mündet dort in das Sackloch 74 im Anschlussteil 48. Das Sackloch 74 ist über eine radiale Bohrung 88 in der Wand des Anschlussteils 48 mit einem Ringkanal 90 in einem Verbindungsteil 92 verbunden. Dieses stellt über den Niederdruckanschluss 34 eine Verbindung mit der Niederdruckleitung 32 her.In the valve needle 70 , a radial bore 82 leads from a spring chamber 80 located in the valve needle 70 in the region of the high-pressure chamber 76 into the high-pressure chamber 76 . In the spring chamber 80, a spring-loaded check valve 84 is arranged which opens toward the spring chamber 80th A low-pressure channel 86 coaxial with the longitudinal axis of the valve needle 70 runs from the check valve 84 in the valve needle 70 to the upper end of the valve needle 70 in FIG. 2 and opens there into the blind hole 74 in the connecting part 48 . The blind hole 74 is connected via a radial bore 88 in the wall of the connecting part 48 to an annular channel 90 in a connecting part 92 . This creates a connection to the low-pressure line 32 via the low-pressure connection 34 .

Von dem in Fig. 2 am oberen Ende des Anschlussteils 48 gelegenen Steuerdruckanschluss 30 führt ein insgesamt außermittiger Steuerkanal 94 zu einem Steuerraum 96. Dieser Steuerraum 96 ist als Ringraum zwischen der oberen axialen Endfläche 68 des Druckübersetzerkolbens 54, der äußeren Mantelfläche der Ventilnadel 70 und dem Oberteil 48 des Düsenkörpers 40 gebildet und ist somit koaxial zur Ventilnadel 70 angeordnet. Über ein federbelastetes Rückschlagventil 98, welches zum Steuerraum 96 hin öffnet, ist dieser mit einem Spülkanal 100 verbunden, welcher in die radiale Bohrung 88 im Anschlussteil 48 mündet.From that of Fig. 2 located at the upper end of the connecting part 48 control pressure connection 30, a total of off-center control channel 94 leads to a control space 96. This control chamber 96 is formed as an annular space between the upper axial end surface 68 of the pressure booster piston 54 , the outer circumferential surface of the valve needle 70 and the upper part 48 of the nozzle body 40 and is thus arranged coaxially with the valve needle 70 . A spring-loaded check valve 98 , which opens towards the control chamber 96 , connects it to a flushing channel 100 , which opens into the radial bore 88 in the connecting part 48 .

In Fig. 3 ist der untere Teil der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16 dargestellt. Die Ansicht in Fig. 3 ist gegenüber Fig. 2 um die Längsachse der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16 um 90° gedreht. Ferner befindet sich in Fig. 3 der Druckübersetzerkolben 54 in seiner unteren Endstellung, wohingegen er in Fig. 2 in seiner oberen Ausgangsstellung ist.In Fig. 3 the lower part of the fuel injection device 16 is shown. The view in FIG. 3 is rotated by 90 ° relative to FIG. 2 about the longitudinal axis of the fuel injection device 16 . Furthermore 3 is in Fig., The pressure intensifier piston 54 in its lower end position, whereas it in Fig. 2 in its upper starting position.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, verläuft von dem Grenzbereich zwischen dem Ringbund 60 am unteren Teil 58 des Druckübersetzerkolbens 54 und dem Absatz 64 des oberen Teils 44 des Düsenkörpers 40 zwischen der Düsenspannmutter 46 und dem oberen Teil 44 des Düsenkörpers 40 eine Längsnut 102. Sie führt zu einem federbelasteten Rückschlagventil 104. Dieses sperrt zur Längsnut 102 hin. Vom Rückschlagventil 104 führt ein in der Zeichnung nicht dargestellter Kanal zum Leckagefluidauslass 36.As can be seen from FIG. 3, a longitudinal groove 102 extends from the boundary region between the collar 60 at the lower part 58 of the pressure booster piston 54 and the shoulder 64 of the upper part 44 of the nozzle body 40 between the nozzle clamping nut 46 and the upper part 44 of the nozzle body 40 . It leads to a spring-loaded check valve 104 . This blocks towards the longitudinal groove 102 . A channel (not shown in the drawing) leads from the check valve 104 to the leakage fluid outlet 36 .

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Kraftstoff- Einspritzsystem 10 arbeitet folgendermaßen:
Vor einer Einspritzung von Kraftstoff durch die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16 in den Brennraum 18 wird der Hochdruckraum 76 mit Kraftstoff gefüllt. Hierzu wird vom Niederdruckauslass 22 der Kraftstoffpumpe 14 Kraftstoff zum Niederdruckanschluss 34 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 gefördert. Von dort gelangt der Kraftstoff über den Niederdruckkanal 86 in der Ventilnadel 70, das Rückschlagventil 84, den Federraum 80 und den Kanal 82 in den Hochdruckraum 76. Wenn der Druck im Hochdruckraum 76 in etwa dem Druck am Niederdruckauslass 22 der Kraftstoffpumpe 14 entspricht, schließt das Rückschlagventil 84.
The fuel injection system 10 shown in FIGS. 1 to 3 operates as follows:
Before the fuel injection device 16 injects fuel into the combustion chamber 18 , the high-pressure chamber 76 is filled with fuel. For this purpose, fuel is delivered from the low pressure outlet 22 of the fuel pump 14 to the low pressure connection 34 of the fuel injection device 16 . From there, the fuel reaches the high-pressure chamber 76 via the low-pressure channel 86 in the valve needle 70 , the check valve 84 , the spring chamber 80 and the channel 82 . If the pressure in the high-pressure space 76 approximately corresponds to the pressure at the low-pressure outlet 22 of the fuel pump 14 , the check valve 84 closes.

Das Steuerventil 26 ist zunächst so geschaltet, dass der Steuerdruckanschluss 30 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 mit dem Kraftstoffbehälter 12 verbunden ist. Der Steuerraum 96 ist also weitgehend drucklos und der Druckübersetzerkolben 54 befindet sich in der in Fig. 2 dargestellten oberen Ausgangsstellung. Um eine Einspritzung durchzuführen, wird das Steuerventil 26 so geschaltet, dass der Steuerdruckanschluss 30 mit dem Steuerdruckauslass 20 der Kraftstoffpumpe 14 verbunden ist. Der entsprechende Druck liegt nun über den Steuerkanal 94 auch im Steuerraum 96 an. Dabei ist der Druck am Steuerdruckauslass 20 der Kraftstoffpumpe 14 erheblich höher als der Druck am Niederdruckauslass 22.The control valve 26 is initially switched so that the control pressure connection 30 of the fuel injection device 16 is connected to the fuel tank 12 . The control chamber 96 is therefore largely depressurized and the pressure booster piston 54 is in the upper starting position shown in FIG. 2. In order to carry out an injection, the control valve 26 is switched such that the control pressure connection 30 is connected to the control pressure outlet 20 of the fuel pump 14 . The corresponding pressure is now also present in the control chamber 96 via the control channel 94 . The pressure at the control pressure outlet 20 of the fuel pump 14 is considerably higher than the pressure at the low pressure outlet 22 .

Aus diesem Grunde und aufgrund der Flächenverhältnisse der axialen Endflächen 66 und 68 des Druckübersetzerkolbens 54 ergibt sich am Druckübersetzerkolben 54 eine zum Hochdruckraum 76 hin gerichtete Kraft, so dass sich der Druckübersetzerkolben 54 in Richtung zum Hochdruckraum 76 bewegt. Hierdurch wird der im Hochdruckraum 76 vorhandene Kraftstoff komprimiert und ein sehr hoher Druck im Hochdruckraum 76 erzeugt. In der in Fig. 3 dargestellten unteren Endstellung des Druckübersetzerkolbens 54 kann der Druck im Hochdruckraum 76 bis ungefähr 1800 bar betragen.For this reason and due to the area ratios of the axial end faces 66 and 68 of the pressure intensifier piston 54 a to the high-pressure chamber 76 towards directed force is obtained at the pressure intensifier piston 54, then the pressure booster piston that 54 moves in the direction of the high-pressure chamber 76th As a result, the fuel present in the high-pressure space 76 is compressed and a very high pressure is generated in the high-pressure space 76 . In the lower end position of the pressure booster piston 54 shown in FIG. 3, the pressure in the high-pressure chamber 76 can be up to approximately 1800 bar.

Aufgrund des hohen Drucks im Hochdruckraum 76 bzw. im Arbeitsraum 79 ergibt sich an der Druckfläche 78 der Ventilnadel 70 eine in Öffnungsrichtung der Ventilnadel 70 gegen die Beaufschlagungsrichtung der Druckfeder 72 gerichtete Kraft. Aufgrund dieser Kraft wird die Ventilnadel 70 vom Ventilsitz abgehoben, wodurch die Auslassöffnungen 52 mit dem Hochdruckraum 76 verbunden werden. Der Kraftstoff gelangt somit mit sehr hohem Druck aus den Auslassöffnungen 52 in den Brennraum 18.Due to the high pressure in the high-pressure chamber 76 or in the working chamber 79 , a force is exerted on the pressure surface 78 of the valve needle 70 in the opening direction of the valve needle 70 against the direction of action of the compression spring 72 . As a result of this force, the valve needle 70 is lifted off the valve seat, as a result of which the outlet openings 52 are connected to the high-pressure space 76 . The fuel thus enters the combustion chamber 18 at a very high pressure from the outlet openings 52 .

Soll die Einspritzung beendet werden, wird das Steuerventil 26 wieder so geschaltet, dass der Steuerdruckanschluss 30 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 mit dem Kraftstoffbehälter 12 verbunden ist. Somit kommt es zu einer schlagartigen Entlastung des Steuerraums 96. Durch die Druckfeder 62 wird der Druckübersetzerkolben 54 wieder nach oben (Fig. 2 und 3) gedrückt. Hierdurch sinkt auch der Druck im Hochdruckraum 76 bzw. im Arbeitsraum 79, so dass die Ventilnadel 70 schließt. Ist der Druck im Hochdruckraum 76 weit genug abgesunken, öffnet das Rückschlagventil 84. Damit kann Kraftstoff durch den Niederdruckkanal 86 in den Hochdruckraum 76 nachströmen.If the injection is to be ended, the control valve 26 is switched again such that the control pressure connection 30 of the fuel injection device 16 is connected to the fuel tank 12 . The control chamber 96 is thus suddenly relieved. The pressure booster piston 54 is pushed up again by the compression spring 62 ( FIGS. 2 and 3). As a result, the pressure in the high-pressure chamber 76 or in the working chamber 79 also drops, so that the valve needle 70 closes. If the pressure in the high-pressure chamber 76 has dropped far enough, the check valve 84 opens. This allows fuel to flow into the high-pressure chamber 76 through the low-pressure channel 86 .

Durch den schlagartigen Druckabfall im Steuerraum 96 wird eine Entlastungs-Druckwelle erzeugt. Diese führt dazu, dass das Rückschlagventil 98 kurzzeitig öffnet und kalter Kraftstoff vom Spülkanal 100 in den Steuerraum 96 gelangt. Dies hat den Vorteil, dass die durch die wiederholte Kompression und Dekompression bewirkte Temperaturerhöhung des im Steuerraum 96 eingeschlossenen Kraftstoffes durch die Zufuhr kühlen Kraftstoffs kompensiert und somit die Temperaturerhöhung der gesamten Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16 im Betrieb in gewissen Grenzen gehalten werden kann.Due to the sudden drop in pressure in the control chamber 96 , a relief pressure wave is generated. This causes the check valve 98 to open briefly and cold fuel to reach the control chamber 96 from the flushing channel 100 . This has the advantage that the temperature increase of the fuel enclosed in the control chamber 96 caused by the repeated compression and decompression is compensated for by the supply of cool fuel, and the temperature increase of the entire fuel injection device 16 can thus be kept within certain limits during operation.

Aufgrund gewisser Leckagen zwischen den relativ zueinander bewegten Teilen gelangt Kraftstoff auch in jenen Raum 65 zwischen dem unteren Teil 42 des Düsenkörpers 40 und dem unteren Teil 58 des Druckübersetzerkolbens 54, in dem die Druckfeder 62 angeordnet ist. Bewegt sich der Druckübersetzerkolben 54 bei einer Einspritzung in den Fig. 2 und 3 nach unten, verringert sich auch das Volumen dieses Raumes. In ihm vorhandener Kraftstoff wird daher über die Längsnut 102 und das Rückschlagventil 104 zum Leckagefluidauslass 36 hin abgeleitet.Due to certain leaks between the parts moving relative to each other, fuel also enters that space 65 between the lower part 42 of the nozzle body 40 and the lower part 58 of the pressure booster piston 54 , in which the compression spring 62 is arranged. If the pressure booster piston 54 moves downward during an injection in FIGS. 2 and 3, the volume of this space also decreases. Fuel present in it is therefore discharged via the longitudinal groove 102 and the check valve 104 to the leakage fluid outlet 36 .

Bei den nachfolgenden Einspritzungen bzw. Hubbewegungen des Druckübersetzerkolbens 54 wird im Wesentlichen kein Kraftstoff mehr aus diesem Raum zum Leckagefluidauslass 36 gefördert. Stattdessen bildet sich in diesem Raum Kraftstoffdampf, welcher während der Hubbewegungen des Druckübersetzerkolbens 54 von Dampfdruck auf etwa Umgebungsdruck komprimiert wird. Dadurch werden Druckschwingungen im Niederdruckkreislauf vermieden.During the subsequent injections or stroke movements of the pressure booster piston 54 , essentially no more fuel is delivered from this space to the leakage fluid outlet 36 . Instead, fuel vapor forms in this space, which is compressed from vapor pressure to approximately ambient pressure during the stroke movements of the pressure booster piston 54 . This prevents pressure fluctuations in the low pressure circuit.

In den Fig. 4 bis 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kraftstoff-Einspritzsystems 10 dargestellt. Solche Teile, Elemente und Bereiche, welche äquivalente Funktionen zu Teilen, Elementen und Bereichen des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispieles aufweisen, tragen die gleichen Bezugszeichen. Sie sind hier nicht nochmals im Detail erläutert.In Figs. 4 to 6 a second embodiment is shown of a fuel injection system 10. Such parts, elements and areas which have functions equivalent to parts, elements and areas of the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 3 have the same reference symbols. They are not explained in detail here again.

Ein wesentlicher Unterschied des in Fig. 4 dargestellten Kraftstoff-Einspritzsystems 10 zu dem vorhergehenden System besteht darin, dass die Kraftstoffpumpe 14 nur einen Steuerdruckauslass 20, jedoch keinen Niederdruckauslass aufweist. Entsprechend ist auch an der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16 nur ein Steuerdruckanschluss 30 und ein Leckagefluidauslass 36 vorhanden. Ein Niederdruckanschluss fehlt dagegen in Fig. 5.An essential difference between the fuel injection system 10 shown in FIG. 4 and the previous system is that the fuel pump 14 has only one control pressure outlet 20 , but no low pressure outlet. Accordingly, only one control pressure connection 30 and one leakage fluid outlet 36 are also present on the fuel injection device 16 . In contrast, a low-pressure connection is missing in FIG. 5.

Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16 fehlt zwischen der Längsnut 102 und dem Leckagefluidauslass 36 ein Rückschlagventil. Stattdessen führt die Längsnut 102 über einen Leckagekanal 106 direkt zum Leckagefluidauslass 36. Dieser ist ferner über eine radiale Bohrung 108 in der Wand des Anschlussteils 48 mit dem Innenraum des Sacklochs 74 im Anschlussteil 48 verbunden.In the fuel injection device 16 shown in FIGS. 5 and 6, a check valve is missing between the longitudinal groove 102 and the leakage fluid outlet 36 . Instead, the longitudinal groove 102 leads directly to the leakage fluid outlet 36 via a leakage channel 106 . This is also connected via a radial bore 108 in the wall of the connection part 48 to the interior of the blind hole 74 in the connection part 48 .

Die Versorgung des Hochdruckraums 76 mit Kraftstoff erfolgt bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16 über den Steuerraum 96. Zu diesem Zweck ist in der Wand der Ventilnadel 70 auf Höhe des Steuerraums 96 eine radiale Zulaufbohrung 110 vorhanden. Der Kanal 86 in der Ventilnadel 70 verläuft ferner vom Rückschlagventil 84 nur bis auf Höhe des Steuerraums 96. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass auf ein Niederdrucksystem (Niederdruckauslass an der Kraftstoffpumpe, Niederdruckleitung, Niederdruckanschluss an der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung etc.) verzichtet werden kann.In the fuel injection device 16 shown in FIGS. 5 and 6, the high-pressure chamber 76 is supplied with fuel via the control chamber 96 . For this purpose there is a radial inlet bore 110 in the wall of the valve needle 70 at the level of the control chamber 96 . The channel 86 in the valve needle 70 also extends from the check valve 84 only up to the level of the control chamber 96 . The advantage of this exemplary embodiment is that a low-pressure system (low-pressure outlet on the fuel pump, low-pressure line, low-pressure connection on the fuel injection device, etc.) can be dispensed with.

Beim Hochdruckraum 76 handelt es sich, wie oben dargelegt wurde, um jenen Raum, in dem ein eingeschlossenes Fluid vom Druckübersetzerkolben 54 komprimiert und so ein sehr hoher Druck erzeugt wird. Beim Arbeitsraum 79 handelt es sich um jenen Raum, in dem durch Druckänderung an der Druckfläche 78 der Ventilnadel 70 eine Kraft erzeugt wird, welche zu einer Bewegung der Ventilnadel 70 führt. Bei beiden oben beschriebenen Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 16 ist der Hochdruckraum 76 des Druckübersetzerkolbens 54 in den Arbeitsraum 79 der Ventilnadel 70 integriert. Die beiden Räume fallen also zusammen. Somit wird bei einer Einspritzung durch die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 insgesamt nur ein vergleichsweise geringes Volumen komprimiert, was unerwünschte Elastizitätseffekte des im Hochdruckraum 76 eingeschlossenen Kraftstoffes reduziert.As stated above, the high-pressure space 76 is the space in which an enclosed fluid is compressed by the pressure booster piston 54 and a very high pressure is thus generated. When the working chamber 79 is that space is created in the pressure change to the pressure surface 78 of the valve needle 70 a force which leads to a movement of the valve needle 70th In both fuel injection devices 16 described above, the high-pressure space 76 of the pressure booster piston 54 is integrated into the working space 79 of the valve needle 70 . The two rooms therefore coincide. Thus, only a comparatively small volume is compressed overall during an injection by the fuel injection device 16 , which reduces undesirable elasticity effects of the fuel enclosed in the high-pressure chamber 76 .

Claims (11)

1. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, mit einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (16), welche den Kraftstoff direkt in einen Brennraum (18) der Brennkraftmaschine einspritzen kann und welche ein Ventilelement (70) aufweist, welches an einen Arbeitsraum (79) grenzt, wobei die Stellung des Ventilelements (70) vom Druck im Arbeitsraum (79) abhängt, mit einem Druckübersetzerkolben (54), welcher auf der einen Seite an einen Steuerraum (96) und auf der anderen Seite an einen Hochdruckraum (76) grenzt, und mit einer Kraftstoffversorgung (14), welche den Steuerraum (96) mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckübersetzerkolben (54) in die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung (16) und der Hochdruckraum (76) in den Arbeitsraum (79) integriert sind.1. Fuel injection system ( 10 ) for an internal combustion engine with direct injection, with a fuel injection device ( 16 ) which can inject the fuel directly into a combustion chamber ( 18 ) of the internal combustion engine and which has a valve element ( 70 ) which is connected to a working space ( 79 ), the position of the valve element ( 70 ) depending on the pressure in the working space ( 79 ), with a pressure booster piston ( 54 ) which on one side to a control chamber ( 96 ) and on the other side to a high pressure space ( 76 ), and with a fuel supply ( 14 ) which can pressurize the control chamber ( 96 ) with different pressures, characterized in that the pressure booster piston ( 54 ) into the fuel injection device ( 16 ) and the high pressure chamber ( 76 ) into the working chamber ( 79 ) are integrated. 2. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckübersetzerkolben (54) koaxial zum Ventilelement (70) angeordnet ist.2. Fuel injection system ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the pressure booster piston ( 54 ) is arranged coaxially to the valve element ( 70 ). 3. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (70) in dem Druckübersetzerkolben (54) geführt ist. 3. Fuel injection system ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the valve element ( 70 ) is guided in the pressure booster piston ( 54 ). 4. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilelement (70) eine Längsbohrung (86) vorhanden ist, durch welche der Hochdruckraum (76) mit Kraftstoff versorgt wird.4. Fuel injection system ( 10 ) according to one of claims 2 or 3, characterized in that in the valve element ( 70 ) there is a longitudinal bore ( 86 ) through which the high-pressure chamber ( 76 ) is supplied with fuel. 5. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Längsbohrung (86) in dem Ventilelement (70) und dem Hochdruckraum (76) ein Rückschlagventil (84) vorhanden ist, welches zum Hochdruckraum (76) hin öffnet.5. Fuel injection system ( 10 ) according to claim 4, characterized in that between the longitudinal bore ( 86 ) in the valve element ( 70 ) and the high pressure chamber ( 76 ) there is a check valve ( 84 ) which opens towards the high pressure chamber ( 76 ) , 6. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbohrung (86) in dem Ventilelement (70) mit einer Niederdruck- Kraftstoffversorgung (22) verbunden ist.6. Fuel injection system ( 10 ) according to one of claims 4 or 5, characterized in that the longitudinal bore ( 86 ) in the valve element ( 70 ) is connected to a low-pressure fuel supply ( 22 ). 7. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbohrung (86) in dem Ventilelement (70) mit einer Steuerdruck- Kraftstoffversorgung (20, 26) verbunden ist, welche auch den Steuerraum (96) mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagen kann.7. Fuel injection system ( 10 ) according to one of claims 4 or 5, characterized in that the longitudinal bore ( 86 ) in the valve element ( 70 ) is connected to a control pressure fuel supply ( 20 , 26 ), which also the control chamber ( 96 ) can apply different pressures. 8. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (96) das Ventilelement (70) koaxial umgibt, und dass die Längsbohrung (86) in dem Ventilelement (70) über eine radial verlaufende Öffnung (110) mit dem Steuerraum (96) verbunden ist.8. Fuel injection system ( 10 ) according to claim 7, characterized in that the control chamber ( 96 ) coaxially surrounds the valve element ( 70 ), and that the longitudinal bore ( 86 ) in the valve element ( 70 ) via a radially extending opening ( 110 ) is connected to the control room ( 96 ). 9. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Druckübersetzerkolben (54) über eine Feder (62) an einem Düsenkörper (40) der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) abstützt. 9. Fuel injection system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure booster piston ( 54 ) is supported via a spring ( 62 ) on a nozzle body ( 40 ) of the fuel injection device ( 10 ). 10. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Druckübersetzerkolben (54) und dem Düsenkörper (40) vorhandener und bei einer Bewegung des Druckübersetzerkolbens (54) volumenveränderlicher Hohlraum (65) über ein Rückschlagventil (104) mit einem Leckagefluidauslass (36) verbunden ist, wobei das Rückschlagventil (104) zum Leckagefluidauslass (36) hin öffnet.10. Fuel injection system ( 10 ) according to claim 9, characterized in that between the pressure booster piston ( 54 ) and the nozzle body ( 40 ) existing and upon movement of the pressure booster piston ( 54 ) volume variable cavity ( 65 ) via a check valve ( 104 ) is connected to a leakage fluid outlet ( 36 ), the check valve ( 104 ) opening towards the leakage fluid outlet ( 36 ). 11. Kraftstoff-Einspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (96) über ein Rückschlagventil (98) mit einer Niederdruck-Kraftstoffversorgung (22) verbindbar ist, wobei das Rückschlagventil (98) zum Steuerraum (96) hin öffnet.11. Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the control chamber ( 96 ) via a check valve ( 98 ) can be connected to a low-pressure fuel supply ( 22 ), the check valve ( 98 ) opening towards the control chamber ( 96 ) ,
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